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EMS Guide 2021 www markttechnik de BMKyourproto Schnell fl exibel und zuverlässig Wir beschleunigen Ihren Entwicklungsprozess Angebot innerhalb 24 Std Lieferung ab 7 AT Keine Einmalkosten www bmkyourproto de PROTOTYPEN FERTIGUNG Anzeige Im nächsten Schritt sollten Schaltung und Aufbau in eine „Starr-Stretch“-Variante überführt werden Die Motivation dahinter war auszuloten ob mittels dieser Verbindung Stretch-Leiterplatten mit höherer Komplexität realisiert werden könnten Gemeinsam mit der Würth Elektronik wurde das Konzept für einen solchen Aufbau entwickelt Der Lagenaufbau wurde geringfügig modifiziert und das flexible Polyimid PI sollte durch das dehnbare Polyurethan PU ersetzt werden Das Coverlay wird in der Stretch-Variante ebenfalls in TPU-Folie realisiert Bereiche mit Bauteilebestückung mussten zusätzlich vollflächig ausgespart werden Schwierige Umsetzung »Die Umsetzung brachte einige Schwierigkeiten und Fehlversuche mit sich Das ambitionierte Ziel schien außer Reichweite zu geraten Die Kombination des schwierigen Materials mit dem gewählten Lagenaufbau sorgte für Probleme in der Herstellung« beschreibt Rückert »Nach einiger Zeit wurde klar dass der Aufbau geändert werden musste um zum Erfolg zu kommen Speziell die Durchkontaktierungen im Stretch-Teil konnten nicht aufrechterhalten werden Also trafen wir uns nochmals mit Würth und entwickelten eine neue Konstruktion denn wir wollten unbedingt wissen ob unsere Vorstellung realisierbar sein würde Eine Anpassung der Schaltung war ohnehin notwendig geworden weil das bisher verwendete Simblee-Modul inzwischen abgekündigt war Wir implementierten dafür ein NINA-W10X von uBlox « Im Lagenaufbau mussten verschiedene Änderungen vorgenommen werden um aus den Erfahrungen der ersten Umsetzungsversuche eine realisierbare Lösung zu erhalten So wurde die Anzahl der elektrischen Lagen im dehnbaren Bereich auf eine reduziert und die dehnbare Innenlage nach außen verlegt Durch die fehlende elektrische Lage im dehnbaren Bereich entfielen dort auch die Durchkontaktierungen Um das Design trotzdem routen zu können musste mittels 0R-Widerständen die Möglichkeit von Leitungskreuzungen eingeführt werden Nach Abschluss der Layout-Anpassung gingen die Daten dann erneut in die Leiterplattenherstellung für einen weiteren Fertigungsdurchlauf Zum Glück konnten nun erfolgreich funktionale Leiterplatten hergestellt werden Diese wurden anschließend bei Binder Elektronik bestückt Dabei kam die Lotpaste Indium 5 7LT zum Einsatz die aus vorherigen Projekten bereits bekannt war Der Auftrag wurde mittels Schablonendrucker realisiert Für den Jetprinter gab es zu diesem Zeitpunkt noch keine freigegebene Lotpaste aber Binder arbeitet an einer Lösung Das Handling der Baugruppen war aufgrund der von Würth erstellten Rahmenkonstruktion die das Substrat stabilisiert gut beherrschbar Bestückung und Test liefen daher annähernd analog zu herkömmlichen Baugruppen ab Für den Reflow-Prozess überprüften die Mitarbeiter das spezielle Profil das bei möglichst niedriger Peak-Temperatur ein stabiles Prozessfenster für das Sn-Bi-Lot bietet Die Temperatur sollte niedrig sein um das Polyurethan nicht unnötig zu belasten Die Lötergebnisse waren sehr gut Fazit Noch stellt die Herstellung dieser komplexen Leiterplatte Starr-Stretch eine große Herausforderung dar Die Ausbeute ist noch nicht serienreif »Die Technologie wird weiterverfolgt mal sehen was die Zukunft bringt« unterstreicht Rückert Bei der Bestückung der dehnbaren Bereiche fiel auf dass einige Leiterbahnen und Pads etwas verschoben bzw verzogen waren Das stellte sich aber als beherrschbar heraus Funktional ist die Baugruppe völlig in Ordnung derzeit läuft die Inbetriebnahme »Auch wenn die Technologie so noch nicht einsetzbar ist war es für uns ein spannender Demonstrator Wir konnten damit weitere Erfahrungen in Hinblick auf Layout und Verarbeitung von Stretch-Leiterplatten sammeln Und wir konnten die einmalige Kombination aus hoher Funktionalität und dehnbarer Leiterplatte demonstrieren Wir bleiben auf jeden Fall an dem Thema dran und werden es weiterverfolgen um als Technologiepartner neue innovative Produkte zu ermöglichen« resümiert Christian Rückert zü ■